JPH11295089A5 - - Google Patents

Description

【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の速度計測方法は、移動体に設けられた加速度センサとＧＰＳ受信機を用いて前記移動体の速度を計測する速度計測方法において、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たすときは、前記ＧＰＳ受信機で得られた前記速度情報に基づく速度を速度計測値とし、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が前記所定条件を満たさないときは、前記加速度センサの出力値に基づいて計測された速度を速度計測値とすることを特徴とし、
前記加速度センサの出力値に基づいて計測された速度は、前記加速度センサのオフセットを、前記移動体の傾きによる重力加速度成分について補正し、算出された速度であることを特徴とし、前記傾きによる重力加速度成分についての補正は、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が前記所定条件を満たすときはＧＰＳ受信機で得られた速度情報を用いて補正し、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たさないときは、前記移動体の傾き変化を検出する角速度センサの検出出力を用いて補正するものであることを特徴とし、
また、移動体に設けられた加速度センサとＧＰＳ受信機を用いて前記移動体の速度を計測する速度計測方法において、
前記加速度センサのオフセットを、移動体の傾きによる重力加速度成分について補正し、移動体の速度を算出することを特徴とし、
前記移動体の傾きによる重力加速度成分についての補正は、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たすときは前記ＧＰＳ受信機の速度情報を用いて補正し、前記ＧＰＳ受信機の速度情報が前記所定条件を満たさないときは傾き変化を検出するセンサの検出出力を用いて補正するものであることを特徴とし、
前記ＧＰＳ受信機を用いた加速度センサのオフセットの補正は、前記ＧＰＳ受信機により計測された速度情報と、前記加速度センサにより計測される加速度情報のそれぞれの平均値に基づいて行うことを特徴としている。

（２）本発明の速度計測装置は、加速度センサとＧＰＳ受信機で得られた速度情報に基づいて加速度センサの傾きによる重力加速度成分を補正したオフセットを算出する第１の補正手段と、
前記第１の補正手段と、傾き変化を検出する角速度センサとで得られた情報に基づいて加速度センサの傾きによる重力加速度成分を補正したオフセットを算出する第２の補正手段とを備え、
前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たすときは前記第１の補正手段で算出された加速度センサのオフセットを用いて速度を算出し、前記ＧＰＳ受信機の速度情報が前記所定条件を満たさないときは前記第２の補正手段で算出された加速度センサのオフセットを用いて速度を算出することを特徴とし、
前記ＧＰＳ受信機を用いた加速度センサのオフセットの補正は、ＧＰＳ受信機により計測された速度情報と、前記加速度センサにより計測される加速度情報のそれぞれの平均値に基づいて行うことを特徴としている。

（３）本発明の速度計測方法および速度計測装置において、加速度センサのオフセットは、ＧＰＳ受信機が利用できる場合も、利用できない場合も、装置の設置方法による傾き、前述装置の搭載される移動体の傾き、前述移動体の進む路面の傾き等による重力加速度成分が補正される。このため常に精度の高い速度を計測することができる。

［ＧＰＳ情報が利用できる時：ＧＰＳ情報を利用する速度算出方法］
まず図３に、本実施の形態の坂道での移動体の状態を示す。図３において、移動体２０が水平面に対して角度θ［ｒａｄ］だけ傾斜した坂道２３上を移動するときに、移動体２０の移動による坂道２３の上方向の加速度の他に重力加速度ｇによる坂道２３の下方向の重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθが生じる。このように、移動体２０が水平面に対してθだけ傾斜した坂道２３を移動する場合には、加速度センサ１３に加わる加速度のうち、移動体２０の加速度と移動体２０の傾きθによる重力加速度成分をオフセットとして分離することが必要となる。

ｖ＝ａｓ＊ｔ…（１）
ここでｖ［ｍ／ｓ］は速度、ａｓ［ｍ／ｓ²］は重力加速度成分ｇ＊ｓｉｎθ［ｍ／ｓ ² ］を除いた加速度、ｔ［ｓ］は時間である。

ａｓ＝Ａｓ−ｇ＊ｓｉｎθ＝（Ｖｏｕｔ−Ｖｏｆｆｓｅｔ）／Ｓ＊ｇ…（２）
ここで、Ｖｏｕｔは加速度センサの出力［ｍＶ］、Ｖｏｆｆｓｅｔは重力加速度成分を考慮した加速度センサのオフセット［ｍＶ］、Ｓは加速度センサの感度［ｍＶ／Ｇ］、ｇは１Ｇ当たりの重力加速度［ｍ／ｓ²］、Ａｓは重力加速度成分を含む加速度［ｍ／ｓ²］、θは傾き角度［ｒａｄ］である。尚加速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔは、路面の状況に応じて変わる値である。

”Ｖｏｆｆｓｅｔ”＝”Ｖｏｕｔ”−”ａｇ”＊Ｓ／ｇ…（８）
”Ｖｏｆｆｓｅｔ”＝”Ｖｏｕｔ”−”ｖｇ”＊Ｓ／ｇ／ｔ…（９）
ただし、Ｓ，ｇは一定であり、”Ｖｏｆｆｓｅｔ”はある時間での加速度センサのオフセットＶｏｆｆｓｅｔの平均値、”Ｖｏｕｔ”はある時間での加速度センサの出力Ｖｏｕｔの平均値、”ｖｇ”はある時間でのＧＰＳ受信機１２からの速度ｖｇの平均値である。”ａｇ”はある時間でのＧＰＳ受信機１２からの加速度ａｇの平均値である（”ｖｇ”＝”ａｇ”×ｔ）。

ここで、斜面２４が斜度θ１からθ２に変化した（移動した）とすると、斜度θ２で加速度センサ１３に加わる重力加速度は斜度θ１の時に比べ、
ｇ＊ｓｉｎθ３［ｍ／ｓ²］ …………（１１）
だけ、増加している。但し、θ３＝θ２−θ１［ｒａｄ］，ｃｏｓθ１≒１，ｃｏｓθ３≒１。
よって、斜度θ２の時、計測される加速度より前記（１１）式分の加速度を引かなければならない。従って、斜度θ２の時の加速度は、
（Ｖｏｕｔ−Ｖｏｆｆｓｅｔθ１）／Ｓ＊ｇ−ｇ＊ｓｉｎθ３［ｍ／ｓ²］ …………（１２）
で表せる。ここでＶｏｕｔは加速度センサ出力［ｍＶ］、Ｓは加速度センサ感度［ｍＶ／Ｇ］を各々表している。

またＧＰＳ情報による速度が有効に使用できない場合（場合２）は、角速度センサによる加速度センサオフセット算出手段３２で、重力加速度の影響を考慮に入れた加速度センサオフセットを算出する（前述した［ＧＰＳ情報が利用できない時］の項で述べた方法による）。速度算出手段３３では、ＧＰＳ情報による速度が有効に使用できる場合（場合３）、その速度を速度計測装置１０が計測する速度とし、ＧＰＳ情報による速度が有効に使用できない場合（場合４）、ＧＰＳと加速度センサによる加速度センサオフセット算出手段３１、あるいは、角速度センサによる加速度センサオフセット算出手段３２で求めた加速度センサオフセットを用いて速度を算出し、その速度を速度計測装置１０が計測する速度とする。

Claims (9)

1. 移動体に設けられた加速度センサとＧＰＳ受信機を用いて前記移動体の速度を計測する速度計測方法において、
   前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たすときは、前記ＧＰＳ受信機で得られた前記速度情報に基づく速度を速度計測値とし、
   前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が前記所定条件を満たさないときは、前記加速度センサの出力値に基づいて計測された速度を速度計測値とする
   ことを特徴とする速度計測方法。
2. 前記加速度センサの出力値に基づいて計測された速度は、前記加速度センサのオフセットを、前記移動体の傾きによる重力加速度成分について補正し、算出された速度である
   ことを特徴とする請求項１に記載の速度計測方法。
3. 前記傾きによる重力加速度成分についての補正は、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が前記所定条件を満たすときはＧＰＳ受信機で得られた速度情報を用いて補正し、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たさないときは、前記移動体の傾き変化を検出する角速度センサの検出出力を用いて補正するものであることを特徴とする請求項２に記載の速度計測方法。
4. 移動体に設けられた加速度センサとＧＰＳ受信機を用いて前記移動体の速度を計測する速度計測方法において、
   前記加速度センサのオフセットを、移動体の傾きによる重力加速度成分について補正し、移動体の速度を算出する
   ことを特徴とする速度計測方法。
5. 前記移動体の傾きによる重力加速度成分についての補正は、前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たすときは前記ＧＰＳ受信機の速度情報を用いて補正し、前記ＧＰＳ受信機の速度情報が前記所定条件を満たさないときは傾き変化を検出するセンサの検出出力を用いて補正するものであることを特徴とする請求項４に記載の速度計測方法。
6. 前記ＧＰＳ受信機を用いた加速度センサのオフセットの補正は、前記ＧＰＳ受信機により計測された速度情報と、前記加速度センサにより計測される加速度情報のそれぞれの平均値に基づいて行うことを特徴とする請求項３に記載の速度計測方法。
7. 前記ＧＰＳ受信機を用いた加速度センサのオフセットの補正は、前記ＧＰＳ受信機により計測された速度情報と、前記加速度センサにより計測される加速度情報のそれぞれの平均値に基づいて行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の速度計測方法。
8. 加速度センサとＧＰＳ受信機で得られた速度情報に基づいて加速度センサの傾きによる重力加速度成分を補正したオフセットを算出する第１の補正手段と、
   前記第１の補正手段と、傾き変化を検出する角速度センサとで得られた情報に基づいて加速度センサの傾きによる重力加速度成分を補正したオフセットを算出する第２の補正手段とを備え、
   前記ＧＰＳ受信機で得られた速度情報が所定条件を満たすときは前記第１の補正手段で算出された加速度センサのオフセットを用いて速度を算出し、前記ＧＰＳ受信機の速度情報が前記所定条件を満たさないときは前記第２の補正手段で算出された加速度センサのオフセットを用いて速度を算出する
   ことを特徴とする速度計測装置。
9. 前記ＧＰＳ受信機を用いた加速度センサのオフセットの補正は、ＧＰＳ受信機により計測された速度情報と、前記加速度センサにより計測される加速度情報のそれぞれの平均値に基づいて行う
   ことを特徴とする請求項８に記載の速度計測装置。